基于广义功率谱密度的分布压缩宽带频谱感知

赵春晖，腾志军，马 爽

（哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，哈尔滨150001）

0 引 言

频谱感知（Spectrum sensing）技术包括匹配滤波器检测［1］、能量检测［2］和循环平稳特征检测［3］，也有基于以上技术的合作检测技术［4－5］。以上的频谱感知都是针对单个频带的感知，也就是通常所说的主用户信号检测，与之相应的还有宽带频谱感知［6］。频谱感知中的宽带频谱感知实质上是宽带频谱的估计，宽带感知为主用户信号检测提供了先验的频段知识，通过宽带频谱感知的结果，主用户信号检测能够有的放矢地进行。目前，宽带频谱感知的研究主要有以下两种：①借助硬件实现，具体就是在射频前端设置一组可调的窄带带通滤波器，宽带信号并行或者逐个通过滤波器组，进而完成宽带频谱的扫描。这种方法虽然能够实现宽带频谱感知，但是它需要增加大量的射频元件，大大增加了系统的硬件开销；②借助高速的数字信号处理技术，实现扫描较宽的频带。

目前广泛研究的宽带频谱感知都集中在高斯背景下，由于实际通信信道会存在非高斯噪声，如脉冲噪声，本文将研究在脉冲噪声背景下的宽带频谱感知。噪声的数学模型是Alpha稳定分布（即为高斯噪声的推广），既能描述不同特征指数的脉冲噪声又能描述高斯噪声。由于Alpha稳定噪声（特征值不为2时）不具有有限的二阶矩，因此通常的频谱估计都会受到Alpha稳定分布噪声的影响。本文根据Alpha稳定分布噪声的特点扩展了传统的功率谱密度的概念，提出基于分数低阶自相关的广义功率谱密度。……